Obsidian
3 - Semester 5
F - Manufaktur Logam
Manufaktur Logam
Prosmanlog 001
Prosmanlog 002
Prosmanlog 003
Prosmanlog 004
Prosmanlog 005
Prosmanlog 006
Prosmanlog 007
Prosmanlog 008
Prosmanlog 009
Prosmanlog 010
Prosmanlog 011
Prosmanlog 012
Prosmanlog 013
Semester 5
index

I. Casting General

Date Tags
Friday, 27 September 2024 #Semester-5/Prosmanlog

Keuntungan Casting

  • Dapat membuat produk dengan desain sederhana dan rumit
  • Tingkat presisi beragam
  • Jumlah produk fleksibel
  • Mengurangi biaya dan waktu proses

Kekurangan

  • Terbentuk dendrit
    • Dendrit ini terbentuk karena pendinginan yang berbeda
    • Cara hindarin dengan cara cepatin cooling
  • Cacat atau defect
  • Heat treatment untuk perbaiki sifat
  • Variabel:
    • Temperatur
    • Komposisi
    • Mold
    • Melt Flow
    • Casting Design

II. Metode Casting

A. Material Cetakan

1. Cetakan Pasir

Pasted image 20240927050341.png

  • dapat digunakan berkali kali untuk menghindari ekspansi
  • untuk logam ferrous besi dan cast iron
  • produk yang dihasilkan dapat hingga beberapa ton
  • Pasir (silika, chromit, zircon)
  • hasil butir kasar karena pendinginan lambat
  • dapat membuat udara bisa keluar
  • terdapat binder (bahan pengikat)
    • tujuannya agar cetakan tidak roboh (integrity)

2. Cetakan Keramik

Pasted image 20240927050502.png

  • Sekali pakai untuk menghindari ekspansi
  • untuk logam ferrous besi dan cast iron
  • produk yang dihasilkan dapat hingga 20kg
  • lebih mahal dibanding sand casting
  • investment casting
    • dibuat cetakan dari wax kemudian dari cetakan wax itu baru dituang molten metal

3. Cetakan Logam

Pasted image 20240927050750.png

  • Pendinginan cepat struktur halus sifat mekanis
  • Penggunaan coating
    • menghindari overheating atau thermal shock
    • menghindari retak atau erosi pada permukaan
  • Produksi harus masal

B. Tekanan

1. Gravity Casting

  • prinsip menggunakan tekanan saat pouring (gravitasi)
  • Cetakan permanen penggunaan berulang produksi masal
  • logam non ferrous (titik lebur rendah) aluminium dan magnesium
  • produk yang dihasilkan dapat hingga 50kg

2. Low Pressure Die Casting (<20MPa)

  • Cetakan permanen penggunaan berulang produksi masal
  • logam non ferrous (titik lebur rendah) aluminium dan magnesium
  • produk yang dihasilkan hanya hingga 8 kg

3. High Pressure Die Casting (20-80 MPa)

  • Cetakan permanen penggunaan berulang produksi masal
  • logam non ferrous (titik lebur rendah) aluminium dan magnesium
  • produk yang dihasilkan hanya hingga 8 kg

4. Centrifugal Casting

5. Vacuum Die Casting

6. Squeeze Casting

7. Semi Solid Casting

III. Gating System

Pasted image 20240927051126.png

  • Cawan Tuang: tempat logam dituang (pouring cup)
  • Sprue (saluran turun): mencegah turbulensi tetapi menyebabkan oksidasi dan gas entrapment
  • Runner Pasted image 20240927051845.png
  • Ingate: meminimalkan turbulensi, dibuat pada daerah tebal
  • Riser: mengimbangi penyusutan (shrinkage)
    • Ukuran riser
      • terlalu besar yield turun
      • terlalu kecil shrinkage
    • Cara
      • Dia membeku terakhir, menarik shrinkage voids keluar dari benda casting
      • Pintu keluar bagi gas dan dross
    • Kurva pelini Pasted image 20240927053829.png
      • Shape factor
        • (Panjang Cor+ Lebar Cor)/Tebal Cor
      • Minimum Riser
        • Volume riser / volume casting
    • Feeding Distance Pasted image 20240927054038.png
  • Chill: dipakai pada non ferrous (aluminium casting)
    • Tujuan: pembekuan seragam shrinkage minim
  • Filter: menghindari inklusi

1. Fungsi Gating System

  • Agar tidak terjadi turbulensi
  • Tidak ada penyerapan gas
  • Waktu memasukkan lelehan logam singkat
  • Directional solidification

2. Jenis Gating System

A. Pressurized Gating System

  • : total gate cross-sectional area of all gates
  • : total sprue base cross-sectional area
  • V : the velocity of fluid
    perbandingan luas 1 (sprue) : 0.9 (runner) : 0.8 (gate)

Keuntungan

  • Yield tinggi (benda casting/total benda casting plus gating system)
  • biasanya untuk besi cor

Kerugian

  • Turbulensi
  • Gas Entrapment
  • Dross and Mold Formation

B. Unpressurized Gating System

  • Most metals generally have unpressurized gating systems.
  • perbandingan luas 1 (sprue) : 1.1 (runner) : 1.2 (gate)

Keuntungan

  • Kecepatan rendah laminar gas entrapment, dross, mold jadi minimal
  • untuk steel casting

Kerugian

  • Luas permukaan runner dan ingates yield rendah
  • Sulit mendapatkan kecepatan sama pada semua gate

IV. Defects

1. Gas Porosity

A. Mekanisme

  • Adanya hidrogen yang masuk
    • Atmosfer terdapat hidrogen di uap air
    • Krusibel dan Peralatan apabila basah

B. Kekurangan

  • Terdapat fase dendrit pada permukaan
  • kekuatan tarik
  • ketahanan fatigue dan impak
  • hot tear

C. Pencegahan

  • Degassing
  • Bahan bakar tidak boleh mengenai logam cair
  • Hindari peralatan basah
  • Tablet (hexacloroethane)
  • Rotary degassing (penambahan gas argon atau nitrogen)
  • Fluxes menyerap air dan dapat mengangkat oksida
    • dapat mengakibatkan material loss (Al terbawa)

2. Shrinkage Porosity

A. Mekanisme

Pasted image 20240927052945.png
[a] initial liquid metal.
[b] solid skin and formation of shrinkage void.
[c] internal shrinkage.
[d] internal shrinkage + dishing.
[e] surface puncture.

  • Logam dilelehin temperatur tinggi energi diserap atom bervibrasi free volume meningkat volume total meningkat ketika pendinginan terjadi penyusutan volume shrinkage

  • Terjadi di daerah tebal Pasted image 20240927053155.png

B. Kekurangan

  • Terdapat dendrit pada permukaan
  • Kekuatan mekanis

C. Pencegahan

  • Perbaiki feeding
  • Directional solidification
  • Ditambahkan riser

3. Inclusion Defect

A. Mekanisme

  • Dapat terbentuk oksida pada proses pouring
  • Adanya partikel dari furnace atau ladle
  • Partikel yang tidak larut

B. Kekurangan

  • Mechanical Properties
  • Fatigue life
  • Machinability
  • Laju aus
  • Surface treatment jadi tidak optimal

C. Pencegahan

  • Penggunaan filter
  • Furnace harus bersih
  • Environment furnace harus vakum atau gas inert

Paduan

1. Aluminium Silikon

  • Jenis Berdasar kandungan silikon
    • < 12% Si Hypoeutectic (ada dendrit)
    • 12% Si Eutectic

    • 12% Si Hypereutectic

  • Pengaruh Si
    • Slow cooling
    • Castability dan Hot Tear Resistance (hypo)
    • Sifat mekanis
    • Pada hyper kristal Primary Si ekspansi rendah ketahanan aus baik tapi machinability kurang baik
  • Pengaruh Cu
    • Sifat mekanis
    • Dapat di heat treatment ()
    • Hot Tear
    • Castability
    • Ketangguhan
  • Pengaruh Magnesium
    • Sifat mekanis
    • Dapat di heat treatment ()
      • optimal pada 0.7% Mg
    • Ketahanan korosi
    • Castability
  • Pengaruh Seng
    • Hot treatable { dan }
    • Ketangguhan
    • Ketahanan Korosi
  • Pengaruh Fe
    • Hot tear
    • Keuletan
    • Pembentukan fasa tidak terlarut kekuatan

Reference

  • Reference 1
  • Reference 2
  • Reference 3
Table Of Contents
I. Casting General
II. Metode Casting
A. Material Cetakan
1. Cetakan Pasir
2. Cetakan Keramik
3. Cetakan Logam
B. Tekanan
1. Gravity Casting
2. Low Pressure Die Casting (<20MPa)
3. High Pressure Die Casting (20-80 MPa)
4. Centrifugal Casting
5. Vacuum Die Casting
6. Squeeze Casting
7. Semi Solid Casting
III. Gating System
1. Fungsi Gating System
2. Jenis Gating System
A. Pressurized Gating System
B. Unpressurized Gating System
IV. Defects
1. Gas Porosity
A. Mekanisme
B. Kekurangan
C. Pencegahan
2. Shrinkage Porosity
A. Mekanisme
B. Kekurangan
C. Pencegahan
3. Inclusion Defect
A. Mekanisme
B. Kekurangan
C. Pencegahan
Paduan
1. Aluminium Silikon
Reference